KR20230001829A - 20(S)-진세노사이드 Rg3를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 20(S)-진세노사이드 Rg3를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 20(S)-진세노사이드 Rg3는 신경모세포종에서 M2 분극화를 촉진하고 M1 분극화를 억제하면서, 아밀로이드 형성 APP 프로세싱을 조절할 수 있는 NF-κB 신호전달기전을 촉진함으로써, 퇴행성 뇌질환의 치료에 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 20(S)-진세노사이드 Rg3를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.
퇴행성 뇌질환은 노화와 함께 발생하는 퇴행성 질환 중 뇌에서 발생하는 질환을 의미하며 혈관성 치매, 알츠하이머병, 파킨슨병, 루이체 치매 및 전측두엽 치매 등을 포함한다. 특히, 알츠하이머병과 루이체 치매는 전체 치매환자의 90%를 차지하고 있으나, 많은 연구 및 개발이 지속되고 있음에도 불구하고 행동, 인지 및 기억력 개선과 같은 증상 개선을 돕는 약물만이 치료에 사용되고 있다. 따라서, 최근까지 세계적으로 그 치료제의 개발이 활발히 진행되고 있으나 가시적인 성과가 없다. 특히, 퇴행성 뇌질환의 공통 병리 현상은 중추신경세포의 사멸인데, 다른 기관의 세포들과는 달리 중추신경세포는 일단 세포가 사멸되면 재생이 거의 불가능해 영구적인 기능손실을 초래한다.
최근에 대형 제약사에서 개발된 베타아밀로이드 억제제 등의 임상시험이 모두 실패로 돌아가면서 베타아밀로이드 대신 콜린성(cholinergic) 가설이 대두되고 있다. 일반적으로 알츠하이머병은 뇌 신경세포 밖에 베타아밀로이드가 침착된 아밀로이드 플라그(plaque)와 신경세포 내 과인산화된(hyperphosphorylated) 타우(tau) 단백질의 축적을 병리적 특징으로 가지며, 이들이 원인이 되어 인지기능 저하 및 뇌신경 세포의 사멸을 초래하는 것으로 알려졌다. 이외에도 퇴행성 뇌질환의 치료제 개발을 위한 다양한 가설이 연구되고 있다.
이와 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-220536호는 미토콘드리아의 외막에 위치하여 미토콘드리아의 이동을 조절하는 단백질인, Miro2 단백질의 발현이 감소되면 해마 신경전구세포의 세포사멸이 유도되고, 미토콘드리아의 기능이 저해됨으로써, 상기 Miro2 단백질의 발현 촉진제 또는 활성화제가 알츠하이머 치료에 사용될 수 있음을 개시하고 있다.
본 발명의 목적은 20(S)-진세노사이드 Rg3의 퇴행성 뇌질환 치료 용도를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 20(S)-진세노사이드 Rg3 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 20(S)-진세노사이드 Rg3 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공한다.
본 발명의 20(S)-진세노사이드 Rg3는 신경모세포종에서 M2 분극화를 촉진하고 M1 분극화를 억제하면서, 아밀로이드 형성 APP 프로세싱을 조절할 수 있는 NF-κB 신호전달기전을 촉진함으로써, 퇴행성 뇌질환의 치료에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 인삼열매로부터 분리한 20(S)-Rg3 및 20(R)-Rg3를 HPLC 방법으로 분석한 결과 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 M1 또는 M2 분극화를 유도하기 위한 조건을 확립한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 20(S)-Rg3에 의한 M1 분극화의 억제를 iNOS, IL-6 또는 TNFα 유전자 발현 변화를 통해 확인한 결과 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 20(S)-Rg3에 의한 M2 분극화의 촉진을 Arg1, IL-10 또는 SRA 유전자 발현 변화를 통해 확인한 결과 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 NF-κB 유도에 의해 발현하는 리포터 시스템을 포함하는 세포에서 20(S)-Rg3의 처리에 의해 NF-κB 신호전달기전이 증가하는 것을 확인한 결과 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 20(S)-Rg3에 의해 ADAM10 단백질의 발현이 증가하는 것을 확인한 결과 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서 20(S)-Rg3에 의해 ADAM10 단백질의 발현이 증가하는 것을 정량적으로 나타낸 결과 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 M1 또는 M2 분극화를 유도하기 위한 조건을 확립한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 20(S)-Rg3에 의한 M1 분극화의 억제를 iNOS, IL-6 또는 TNFα 유전자 발현 변화를 통해 확인한 결과 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 20(S)-Rg3에 의한 M2 분극화의 촉진을 Arg1, IL-10 또는 SRA 유전자 발현 변화를 통해 확인한 결과 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 NF-κB 유도에 의해 발현하는 리포터 시스템을 포함하는 세포에서 20(S)-Rg3의 처리에 의해 NF-κB 신호전달기전이 증가하는 것을 확인한 결과 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 20(S)-Rg3에 의해 ADAM10 단백질의 발현이 증가하는 것을 확인한 결과 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서 20(S)-Rg3에 의해 ADAM10 단백질의 발현이 증가하는 것을 정량적으로 나타낸 결과 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 20(S)-진세노사이드 Rg3 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 명세서에서 사용된 용어, '진세노사이드(ginsenoside)'는 인삼 속(panax)에 특이적으로 존재하는 스테로이드 사포닌(steroid saponin) 및 트리테르펜 사포닌(triterpene saponin)을 통칭하는 것으로, 인삼의 약리효과를 나타내는 것으로 알려진 주요 활성성분을 의미한다. 상기 진세노사이드는 탄소골격에 기초하여 4개의 링이 있는 다마렌 계통(dammarane family) 및 5개의 링이 있는 올레넨 계통(oleanane family)을 모두 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어, '진세노사이드 Rg3'는 진세노사이드 중 하나로서, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 1]
상기 진세노사이드 Rg3는 비당부의 C-20번 위치에 존재하는 수산기(OH) 배열의 차이에 따라 20(R)-진세노사이드 Rg3 및 20(S)-진세노사이드 Rg3의 입체이성질체가 존재하며, 각 이성질체는 분자량을 동일하지만 구조적인 특성으로 다른 물리적 및 화학적 특성을 보일 수 있다. 상기 20(S)-진세노사이드 Rg3는 식물 소재로부터 분리되거나, 합성 또는 시판되는 것을 모두 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 20(S)-진세노사이드 Rg3는 이의 약학적으로 허용되는 염뿐만 아니라, 이로부터 제조될 수 있는 가능한 용매화물, 수화물을 모두 포함할 수 있다.
상기 약학적으로 허용가능한 염으로는 약학적으로 허용가능한 유리산에 의해 형성된 산 부가염일 수 있다. 산 부가염은 염산, 질산, 인산, 황산, 브롬화수소산, 요드화수소산, 아질산 또는 아인산과 같은 무기산류와 지방족 모노 및 디카르복실레이트, 페닐-치환된 알카노에이트, 하이드록시 알카노에이트 및 알칸디오에이트, 방향족산류, 지방족 및 방향족 설폰산류와 같은 무독성 유기산으로부터 얻을 수 있다. 이와 같은 약학적으로 무독한 염류로는 설페이트, 피로설페이트, 바이설페이트, 설파이트, 바이설파이트, 니트레이트, 포스페이트, 모노하이드로겐 포스페이트, 디하이드로겐 포스페이트, 메타포스페이트, 피로포스페이트 클로라이드, 브로마이다, 아이오다이드, 플루오라이드, 아세테이트, 프로피오네이트, 데카노에이트, 카프릴레이트, 아크릴레이트, 포메이트, 이소부티레이트, 카프레이트, 헵타노에이트, 프로피올레이트, 옥살레이트, 말로네이트, 석시네이트, 수베레이트, 세바케이트, 푸마레이트, 말리에이트, 부탄-1,4-디오에이트, 헥산-1,6-디오에이트, 벤조에이트 클로로벤조에이트, 메틸벤조에이트, 디니트로 벤조에이트, 하이드록시벤조에이트, 메톡시벤조에이으, 프탈레이트, 테레프탈레이트, 벤젠설포네이트, 톨루엔설포네이트, 클로로벤젠설포네이트, 크실렌설포네이트, 페닐아세테이트, 페닐프로피오네이트, 페닐부티레이트, 시트레이트, 락테이트, β-하이드록시부티레이트, 글리콜레이트, 말레이트, 타트레이트, 메탄설포네이트, 프로판설포네이트, 나프탈렌-1-설포네이트, 나프탈렌-2-설포네이트 또는 만델레이트를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 산 부가염은 통상의 방법, 예를 들면, 본 발명에 따른 20(S)-진세노사이드 Rg3를 과량의 산 수용액 중에 용해시키고, 이 염을 수 혼화성 유기용매에 침전시켜서 제조할 수 있다. 이때, 상기 유기용매는 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 아세토니트릴일 수 있다.
한편, 염기를 사용하여 20(S)-진세노사이드 Rg3의 약학적으로 허용가능한 금속염을 제조할 수 있다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염은 피르페니돈을 과량의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 용액 중에 용해시킨 뒤, 비 용해 화합물 염을 여과하고 여액을 증발 및 건조시켜 수득할 수 있다. 이때, 금속염으로는 나트륨, 칼륨 또는 칼슘염을 제조하는 것이 적절할 수 있다. 또한, 은염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염을 적당한 은염과 반응시켜 얻을 수 있다.
상기 퇴행성 뇌질환은 통상의 기술분야에 알려진 모든 종류의 퇴행성 뇌질환을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 퇴행성 뇌질환은 아밀로이드-β의 발현 또는 응집 수준이 정상보다 높거나 높을 위험이 있는 질환일 수 있다. 예를 들어, 상기 퇴행성 뇌질환은 치매, 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 경도인지장애, 대뇌 아밀로이드 맥관병증, 다운증후군, 아밀로이드성 뇌졸중, 전신성 아밀로이드병, 더취(Dutch)형 아밀로이드증, 니만-픽병, 노인성 치매, 근위축성 측삭 경화증(amyotrophic lateral sclerosis), 척수소뇌성 운동실조증(spinocerebellar atrophy), 뚜렛 증후군(Tourette's syndrome), 프리드리히 보행실조(Friedrich's Ataxia), 마차도-조셉병(Machado-Joseph's disease), 루이소체 치매, 근육긴장이상(dystonia), 진행성 핵상 마비(progressive supranuclear palsy) 또는 전두측두엽 치매일 수 있다.
본 발명에 따른 약학적 조성물은 조성물 전체 중량에 대하여 유효성분인 20(S)-진세노사이드 Rg3를 10 내지 95 중량%로 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 약학적 조성물은 상기 유효성분 이외에 추가로 동일 또는 유사한 기능을 나타내는 유효성분을 1종 이상 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 생물학적 제제에 통상적으로 사용되는 담체, 희석제, 부형제 또는 이의 혼합물을 포함할 수 있다. 약학적으로 허용가능한 담체는 조성물을 생체 내에 전달하는데 적합한 것이면 모두 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 담체는 Merck Index, 13th ed., Merck & Co. Inc.에 기재된 화합물, 식염수, 멸균수, 링거액, 덱스트로스 용액, 말토덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 또는 이의 혼합물일 수 있다. 또한, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등과 같은 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다.
상기 조성물을 제제화하는 경우, 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 첨가할 수 있다.
본 발명의 조성물은 경구용 제제 또는 비경구용 제제로 제형화될 수 있다. 경구용 제제로는 고형 제제 및 액상 제제가 포함될 수 있다. 상기 고형 제제는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 또는 트로키제일 수 있고, 이러한 고형 제제는 상기 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제를 첨가하여 조제할 수 있다. 상기 부형제는 전분, 탄산칼슘, 수크로스, 락토오스, 젤라틴 또는 이의 혼합물일 수 있다. 또한, 상기 고형 제제는 윤활제를 포함할 수 있고, 그 예로는 마그네슘 스티레이트, 탈크등이 있다. 한편, 상기 액상 제제는 현탁제, 내용액제, 유제 또는 시럽제일 수 있다. 이때, 상기 액상 제제에는 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등과 같은 부형제가 포함될 수 있다.
상기 비경구용 제제는 주사제, 좌제, 호흡기 흡입용 분말, 스프레이용 에어로졸제, 파우더 및 크림 등을 포함할 수 있다. 상기 주사제는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁용제, 유제 등을 포함할 수 있다. 이때, 비수성용제 또는 현탁용제로서는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름이나, 에틸올레이트와 같이 주사가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 또는 비경구로 투여될 수 있다. 비경구 투여는 복강내, 직장내, 피하, 정맥, 근육내 또는 흉부내 주사 방식을 포함할 수 있다.
상기 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여될 수 있다. 이는 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 환자의 민감도, 투여 시간, 투여 경로, 치료기간, 동시에 사용되는 약물 등에 따라 달라질 수 있다. 그러나, 바람직한 효과를 위해서, 본 발명에 따른 약학적 조성물에 포함되는 유효성분의 양은 0.0001 내지 1,000 ㎎/㎏, 구체적으로 0.001 내지 500 ㎎/㎏일 수 있다. 상기 투여는 하루에 1회 수회일 수 있다.
본 발명의 조성물은 단독 또는 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있다. 병용 투여시, 투여는 순차적 또는 동시일 수 있다.
또한, 본 발명은 20(S)-진세노사이드 Rg3 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공한다.
본 발명에 따른 건강기능식품에 유효성분으로 포함되는 20(S)-진세노사이드 Rg3 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염은 상기 서술한 바와 같은 특징을 가질 수 있다. 일례로, 상기 20(S)-진세노사이드 Rg3는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 일 수 있다:
[화학식 1]
또한, 상기 퇴행성 뇌질환은 상술한 바와 같은 특징을 가질 수 있고, 일례로, 상기 퇴행성 뇌질환은 아밀로이드-β의 발현 또는 응집 수준이 정상보다 높거나 높을 위험이 있는 질환일 수 있다. 예를 들어, 상기 퇴행성 뇌질환은 치매, 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 경도인지장애, 대뇌 아밀로이드 맥관병증, 다운증후군, 아밀로이드성 뇌졸중, 전신성 아밀로이드병, 더취형 아밀로이드증, 니만-픽병, 노인성 치매, 근위축성 측삭 경화증, 척수소뇌성 운동실조증, 뚜렛 증후군, 프리드리히 보행실조, 마차도-조셉병, 루이소체 치매, 근육긴장이상, 진행성 핵상 마비 또는 전두측두엽 치매일 수 있다.
본 발명의 20(S)-진세노사이드 Rg3는 식품에 그대로 첨가하거나, 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있다. 이때, 첨가되는 유효성분의 함량은 목적에 따라 결정될 수 있고, 일반적으로는 전체 식품 중량의 0.01 내지 90 중량부일 수 있다.
건강기능식품의 형태 및 종류는 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 건강기능식품은 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환의 형태일 수 있다. 상기 건강기능식품은 추가성분으로서 여러 가지 향미제, 감미제 또는 천연 탄수화물을 포함할 수 있다. 상기 감미제는 천연 또는 합성 감미제일 수 있고, 천연 감미제의 예로는 타우마틴, 스테비아 추출물 등이 있다. 한편, 합성 감미제의 예로는 사카린, 아스파르탐 등이 있다. 또한, 상기 천연 탄수화물은 모노사카라이드, 디사카라이드, 폴리사카라이드, 올리고당 및 당알코올 등일 수 있다.
본 발명의 건강기능식품은 상기 서술한 추가성분 외에, 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙스탄 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 등을 더 포함할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 상기 첨가제의 비율은 본 발명의 조성물의 100 중량부당 0.01 내지 0.1 중량부의 범위에서 선택될 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명한다, 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 이들에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용 효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
실시예 1. 인삼열매로부터 진세노사이드 Rg3의 분리
인삼열매로부터 통상적인 방법으로 진세노사이드 Rg3를 분리하였다. 분리된 진세노사이드를 시료로서 사용하여 HPLC 분석을 수행하였다. 구체적으로, HPLC 분석은 진공 탈기 장치, 4액 펌프(quaternary pump), 자동 시료 주입기 및 컬럼 구획이 장착된 얼티메이트 3000 HPLC 시스템(UltiMate 3000 HPLC system, Thermo Fisher Scientific, 미국)을 사용하였다.
Rg3는 실험에 사용전까지 10 ㎎/㎖의 농도로 10% DMSO에 현탁하여 4℃에 보관하였다. 한편, 크로마토그래피 분리는 YMC-Triart C18 컬럼(250×4.6 ㎜, 12 ㎚, S-5 ㎛)(YMC, 일본)을 사용하였다. 이동상은 물(용매 A) 및 아세토니트릴(용매 B)를 사용하였고, 하기 표 1과 같은 조건으로 농도구배 용리 프로그램을 수행하였다. 이때, 유속은 1.6 ㎖/min 및 컬럼 온도는 30℃의 조건으로, 10 ㎕의 시료를 주입하여 분석하고, 결과 분석은 203 ㎚의 파장 하에서 진행하였다. 그 결과, 수득된 HPLC 결과 그래프를 도 1에 나타내었다.
시간(min) | 용매 B 농도(%) |
0-10 | 21-22 |
10-11 | 22-23 |
11-29 | 23-24 |
29-34 | 24-30 |
34-44 | 30-32 |
44-49 | 32-50 |
49-64 | 50-65 |
64-78 | 65-100 |
도 1에 나타난 바와 같이, 분리된 Rg3는 C20 위치가 입체이성질체인 20(S)-Rg3 및 20(R)-Rg3의 두 종류를 약 60:40의 비율로 포함하였다.
실시예
2.
Rg3에
의한 분극화 변화 확인
상기에서 분리된 Rg3 입체이성질체가 미세아교세포의 분극화에 관여하여 β-아밀로이드 세포 표면 수용체로 잘 알려진 SRA(scavenger receptor type A)의 발현을 변화시키는지 다음과 같은 방법으로 확인하였다.
2-1. 미세아교세포의 M1 또는 M2 분극화 확인
실험에 사용하기 위한 미세아교세포인 HMO6 세포주에 전염증성 사이토카인을 처리하여 M1 또는 M2 분극화를 마커 유전자인 CD86 및 CD206 유전자의 발현 수준을 통해 확인하였다.
먼저, HMO6 세포주는 상기 서술한 바와 같이 준비하였다. 준비된 HMO6 세포주를 회수하여 폴리-L-라이신이 코팅된 35 ㎜의 배양접시에 5×105개가 되도록 분주하였다. 16시간 후, 배지를 제거하고 세포를 PBS 완충액으로 세척한 다음 혈청이 포함되지 않은 DMEM 배지를 첨가하였다. 여기에 100 ng/㎖의 LPS, 20 ng/㎖의 IFN-γ 또는 20 ng/㎖의 IL-4를 처리하여 M1 또는 M2 분극화를 유도하였다. 24 또는 48시간 후, 배양된 세포를 취하여 트리졸(trizol) 시약을 사용하여 통상적인 방법으로 전체 RNA를 추출하였다. 추출된 1 ㎍의 RNA, 올리고 dT 프라이머 및 TOP스크립트 역전사 시스템(TOPscript Reverse Transcription System, Enzynomics, 서울)을 사용하여 총 부피가 20 ㎕가 되도록 반응물을 준비하고, 이를 이용하여 제조사의 프로토콜에 따라 cDNA를 합성하였다. 합성된 cDNA를 주형으로 하기 표 2에 기재된 CD86 및 CD206 유전자에 대한 정방향 및 역방향 프라이머를 사용하여 qPCR을 수행하였으며, qPCR은 Rotor-Gene 6000(Corbett Research, 오스트레일리아) 장치 및 SensiMix™ SYBR Hi-ROX 키트(Bioline, 영국)를 사용하여 수행되었다. 이때, 반응물은 10 ㎕의 2× 효소 마스터믹스(enzyme mastermix), 7 ㎕의 RNA 분해효소가 포함되지 않은 증류수(RNase free water), 1 ㎕의 정방향 및 역방향 프라이머(10 pM) 및 1 ㎕의 주형을 포함하도록 준비하였다. qPCR 조건은 하기 표 3에 기재된 바와 같이 수행되었고, 융해 곡선 분석(melting curve analysis)은 예상하는 PCR 산물의 형태를 확인하기 위해 사용되었다.
프라이머 | 서열(5'→3') | 서열번호 |
human IL-6 forward | CCAGTACCCCCAGGAGAAGA | 서열번호 1 |
human IL-6 reverse | TTGTTTTCTGCCAGTGCCTC | 서열번호 2 |
human IL-10 forward | TCACCTTCCAGTGTCTCGGA | 서열번호 3 |
human IL-10 reverse | TAGCTGGGATTACAGGTGCG | 서열번호 4 |
human Arg1 forward | AGGTGATGGAAGAAACACTC | 서열번호 5 |
human Arg1 reverse | AAACAAGCCAAGGTTATTGC | 서열번호 6 |
human iNOS forward | GATGGCCTGTCCTTGGAAAT | 서열번호 7 |
human iNOS reverse | TTTTGATCCTCACATGCCGT | 서열번호 8 |
human CD86 forward | ACATTCTCTTTGTGATGGCC | 서열번호 9 |
human CD86 reverse | GTCCAACTGTCCGAATCAAA | 서열번호 10 |
human CD206 forward | AAGCCAAGGTCCAGAAATAG | 서열번호 11 |
human CD206 reverse | AAACTAGTCAGGAAGGCTTG | 서열번호 12 |
human TNF-alpha forward | CAAAGTAGACCTGCCCAGAC | 서열번호 13 |
human TNF-alpha reverse | GACCTCTCTCTAATCAGCCC | 서열번호 14 |
human GAPDH forward | GGAGCCAAAAGGGTCATCAT | 서열번호 15 |
human GAPDH reverse | ACCACAGTCCATGCCATCAC | 서열번호 16 |
mouse ADAM10 forward | ACTTCTCCGGAATCCGTAAC | 서열번호 17 |
mouse ADAM10 reverse | GTCTGTGAAGACATAGGCCA | 서열번호 18 |
mouse beta-actin forward | TACAGCTTCACCACCACAGC | 서열번호 19 |
mouse beta-actin reverse | AGGAAGGCTGGAAAAGAGC | 서열번호 20 |
단계 | 온도 | 시간 | 사이클 |
초기 전-반응 | 95℃ | 15분 | 1회 |
변성 | 95℃ | 15초 | 45회 |
어닐링 | 52℃ | 15초 | |
연신 | 72℃ | 10초 |
수득된 PCR 산물을 1.2% 아가로즈 겔을 이용하여 전기영동함으로써 확인하였고, 인터-런 교정기(inter-run calibrator)가 사용되었다. 또한, 표준 곡선은 각각의 유전자에 대한 PCR 효율을 얻기 위해 사용되었다. 상대적인 유전자의 발현 수준은 Rotor-Gene 6000 시리즈 소프트웨어 1.7.을 사용하여 계산하였고, 결과는 β-액틴 유전자의 발현량을 기준으로 배수(fold)로 산출하였다. 이때, 대조군으로서는 아무것도 처리하지 않은 세포를 이용하였고, 그 결과 수득된 산출 결과는 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타난 바와 같이, M1 분극화의 지표인 CD86 마커는 INF-γ 또는 LPS의 처리에 의해 유의적으로 증가하였고, M2 분극화의 지표인 C206 마커는 IL-4에 의해 현저히 증가하였다. 상기 결과에 기초하여, 이후 실험에서 M1 분극화는 IFN-γ 및 LPS로, M2 분극화는 IL-4를 이용하여 유도하였다.
2-2.
Rg3에
의한 분극화 억제 확인
미세아교세포의 M1 또는 M2 분극화에 대한 Rg3 입체이성질체의 영향은, M1 또는 M2 분극화를 유도한 미세아교세포에 처리된 20(R)-Rg3 또는 20(S)-Rg3에 의한 iNOS, IL-6 또는 TNF-α 유전자 발현 변화를 통해 확인하였다. 먼저, M1 분극화를 100 ng/㎖의 LPS 및 20 ng/㎖의 IFN-γ의 처리에 의해 유도하고, M2 분극화는 20 ng/㎖의 IL-4를 처리하여 유도하면서 5 ㎍/㎖의 20(R)-Rg3 또는 20(S)-Rg3를 함께 처리하여 HMO6 세포주를 준비하였다. 준비된 HMO6 세포주를 이용하여 상기 실시예 2-1에 기재된 바와 같은 방법으로 M1 분극화를 유도한 세포에서는 iNOS, IL-6 또는 TNF-α 유전자의 발현을, M2 분극화를 유도한 세포에서는 Arg1, IL-10 또는 SRA 유전자 발현을 qPCR로 확인하고, 그 결과를 도 3 및 4에 나타내었다.
도 3에 나타난 바와 같이, M1 분극화를 유도함으로써 증가된 iNOS, IL-6 및 TNF-α 유전자의 발현이 20(R)-Rg3와 비교하여 20(S)-Rg3에 의해 현저히 감소하였다. 또한, 도 4에 나타난 바와 같이, M2 분극화의 유도에 의해 유의적으로 억제된 Arg1, IL-10 및 SRA 유전자 발현은 20(R)-Rg3와 비교하여 20(S)-Rg3에 의해 유의적으로 증가하였다.
따라서, 상기로부터 20(S)-Rg3가 미세아교세포의 M1 분극화를 억제하고, M2 분극화를 촉진할 뿐 아니라, SRA의 발현도 유의적으로 증가시켜 알츠하이머와 같은 퇴행성 뇌질환의 치료 효과를 나타냄을 알 수 있었다.
실시예
3.
Rg3에
의한
NF
-
κB
신호전달기전 변화 확인
Rg3 입체이성질체가 베타아밀로이드 생성 APP 프로세싱을 감소시키는지 리포터 유전자 발현 분석을 이용한 NF-κB 신호전달기전 변화를 통해 확인하였다.
먼저, NF-κB-유도의 Lucia™ 리포터 유전자가 삽입된 THP-1 단핵구 세포주(InvivoGen, 미국)를 상기 서술한 바와 같은 방법으로 배양하고, 96웰 플레이트에 웰당 1×105개가 되도록 분주하였다. 2시간 후, 1 ㎍/㎖의 LPS, 및 20(R)-Rg3 또는 20(S)-Rg3를 처리하고 6시간 동안 더 배양하고, 세포의 배양액을 취하여 96웰 플레이트의 각 웰에 20 ㎕씩 분주하였다. 여기에 QUANTI-Luc™ 분석 용액(InvivoGen, 미국)을 첨가하고, 루미노미터(luminometer)를 사용하여 루시퍼라제 활성(luciferase acitivity)을 측정하였다. 이때, 대조군으로서 LPS만 처리한 세포, Rg3(20(S)-Rg3 및 20(R)-Rg3를 모두 포함)를 처리한 세포 및 루시퍼라제 리포터가 포함되지 않은 빈 플라스미드로 형질감염된 세포를 사용하였다. 그 결과, 측정된 루시퍼라제의 활성을 도 5에 나타내었다.
도 5에 나타난 바와 같이, 20(S)-Rg3의 처리에 의해 NF-κB 신호전달기전이 유의적으로 증가하였고, 이는 두 입체이성질체를 모두 포함하는 Rg3를 처리한 경우에 비해서도 유의적으로 높았다.
실시예
4.
ADAM10
단백질의 발현 변화 확인
IL-4를 처리함으로써 M2 분극화가 유도된 HMO6 세포주에서 Rg3 입체이성질체의 처리에 의한 ADAM10 단백질의 발현변화를 면역세포화학법(immunocytochemistry, ICC)으로 확인하였다.
먼저, HMO6 세포주는 상기 서술한 바와 같이 준비하고, 4웰 플레이트에 웰당 5×105개가 되도록 분주한 후, IL-4를 처리하여 M2 분극화를 유도하였다. 여기에 5 ㎍/㎖의 20(S)-Rg3를 첨가하고 48시간 동안 배양하였다. 배양이 끝난 후, 세포를 4% 파라포름알데하이드가 포함된 PBS 완충액에 15분 동안 넣어 고정시키고, 100 mM 글리세롤이 첨가된 PBS 완충액으로 2회 세척하였다. 세척된 세포를 0.1% 트리톤 X-100이 포함된 PBS 용액에 넣어 상온에서 30분 동안 반응시키고, 1% BSA(bovine serum albumin)를 첨가하여 상온에서 30분 동안 전처리하였다. 이후, 1:200으로 희석된 항-ADAM10 1차 항체(Santa Cruz Biotechnology, 미국) 및 1% BSA가 포함된 PBST 용액으로 상온에서 2시간 동안 반응시켰다. 세포를 PBS 완충액으로 3회 세척하고, FITC 또는 알렉사플루오르 555(Alexa Fluor® 555)가 결합된 항-마우스 IgG 항체를 1:200으로 1% BSA가 포함된 PBST 용액에 희석하여 첨가하고, 1시간 동안 반응시켰다. 반응 후, 세포를 PBS 완충액으로 세척하고, 회흐스트 33342(Hoechst 33342)를 처리하고 실온에서 10분 동안 반응시킨 뒤, PBS 완충액으로 2회 세척하였다. 염색된 세포는 반전 형광현미경 시스템(inverted fluorescent microscope system, Eclipse Ti-S, 니콘, 일본)을 사용하여 600배의 비율로 관찰하고 그 결과를 도 6에, 형광 강도를 정량적으로 확인한 그래프를 도 7에 나타내었다.
도 6 및 7에 나타난 바와 같이, 20(S)-Rg3에 의해 ADAM10 단백질의 발현이 유의적으로 증가하였다.
따라서, 상기로부터 20(S)-Rg3가 미세아교세포의 M2 분극화를 촉진시키고, ADAM10 단백질의 발현을 증가시켜 수용성 APPα 생성 및 Aβ42 생성억제를 통해 아밀로이드 형성 APPα 프로세싱을 억제함을 알 수 있었다.
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acattctctt tgtgatggcc 20
<210> 10
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<213> Artificial Sequence
<220>
<223> human CD86 reverse
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<223> human CD206 forward
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<223> human TNF-alpha forward
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<212> DNA
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aggaaggctg gaaaagagc 19
Claims (8)
- 20(S)-진세노사이드 Rg3 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 퇴행성 뇌질환은 아밀로이드-β의 발현 또는 응집 수준이 정상보다 높거나 높을 위험이 있는 것인, 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 퇴행성 뇌질환은 치매, 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 경도인지장애, 대뇌 아밀로이드 맥관병증, 다운증후군, 아밀로이드성 뇌졸중, 전신성 아밀로이드병, 더취(Dutch)형 아밀로이드증, 니만-픽병, 노인성 치매, 근위축성 측삭 경화증(amyotrophic lateral sclerosis), 척수소뇌성 운동실조증(spinocerebellar atrophy), 뚜렛 증후군(Tourette's syndrome), 프리드리히 보행실조(Friedrich's Ataxia), 마차도-조셉병(Machado-Joseph's disease), 루이소체 치매, 근육긴장이상(dystonia), 진행성 핵상 마비(progressive supranuclear palsy) 또는 전두측두엽 치매인, 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 20(S)-진세노사이드 Rg3 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 건강기능식품.
- 제5항에 있어서, 상기 퇴행성 뇌질환은 아밀로이드-β의 발현 또는 응집 수준이 정상보다 높거나 높을 위험이 있는 것인, 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 건강기능식품.
- 제5항에 있어서, 상기 퇴행성 뇌질환은 치매, 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 경도인지장애, 대뇌 아밀로이드 맥관병증, 다운증후군, 아밀로이드성 뇌졸중, 전신성 아밀로이드병, 더취(Dutch)형 아밀로이드증, 니만-픽병, 노인성 치매, 근위축성 측삭 경화증, 척수소뇌성 운동실조증, 뚜렛 증후군, 프리드리히 보행실조, 마차도-조셉병, 루이소체 치매, 근육긴장이상, 진행성 핵상 마비 또는 전두측두엽 치매인, 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 건강기능식품.
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Patent Citations (1)
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